JPH05207374A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH05207374A JPH05207374A JP4034483A JP3448392A JPH05207374A JP H05207374 A JPH05207374 A JP H05207374A JP 4034483 A JP4034483 A JP 4034483A JP 3448392 A JP3448392 A JP 3448392A JP H05207374 A JPH05207374 A JP H05207374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- constant current
- gate
- transistors
- source
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 39
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 個体撮像装置の過渡応答速度を速くする。
【構成】 入射光に対応する電荷をそのゲート部に蓄積
する静電誘導トランジスタ３１のソースに定電流源３２
を接続する。そして、このソースより読み出された電荷
をコンデンサ３３に転送する。
する静電誘導トランジスタ３１のソースに定電流源３２
を接続する。そして、このソースより読み出された電荷
をコンデンサ３３に転送する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばカメラに用いて
好適な固体撮像装置に関する。
好適な固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、本出願人が特願平２−３１１９
４６号として先に提案した固体撮像装置の構成を示して
いる。この例においては、ＭＯＳゲート構造の横型静電
誘導トランジスタ（ＭＯＳ・ＳＩＴ）より構成される光
電変換素子１−１１乃至１−３３がマトリクス状に配列
されている。これらの光電変換素子１−１１乃至１−３
３のソースは、各列に対応してそれぞれソースライン２
−１乃至２−３に接続されている。また、各ゲートは、
各行に対応してそれぞれゲートライン３−１乃至３−３
に接続されている。ゲートライン３−１乃至３−３は垂
直走査回路６に接続され、それぞれゲートパルスφG1乃
至φG3が印加されるようになされている。
４６号として先に提案した固体撮像装置の構成を示して
いる。この例においては、ＭＯＳゲート構造の横型静電
誘導トランジスタ（ＭＯＳ・ＳＩＴ）より構成される光
電変換素子１−１１乃至１−３３がマトリクス状に配列
されている。これらの光電変換素子１−１１乃至１−３
３のソースは、各列に対応してそれぞれソースライン２
−１乃至２−３に接続されている。また、各ゲートは、
各行に対応してそれぞれゲートライン３−１乃至３−３
に接続されている。ゲートライン３−１乃至３−３は垂
直走査回路６に接続され、それぞれゲートパルスφG1乃
至φG3が印加されるようになされている。
【０００３】また、ソースライン２−１乃至２−３の一
端は、そのゲートに、端子１４からゲートパルスφRSV
が印加されているスイッチングトランジスタ２２−１乃
至２２−３を介して接地されている。またソースライン
２−１乃至２−３の他端は、スイッチングトランジスタ
２０−１乃至２０−３を介して負荷容量ＣTSを有するコ
ンデンサ４−１乃至４−３に接続されるとともに、スイ
ッチングトランジスタ２１−１乃至２１−３を介して負
荷容量ＣTNを有するコンデンサ５−１乃至５−３に接続
されている。スイッチングトランジスタ２０−１乃至２
０−３のゲートには、端子１２からゲートパルスφTGS
が印加されるようになされており、またスイッチングト
ランジスタ２１−１乃至２１−３のゲートには、端子１
３からゲートパルスφTGNが印加されるようになされて
いる。
端は、そのゲートに、端子１４からゲートパルスφRSV
が印加されているスイッチングトランジスタ２２−１乃
至２２−３を介して接地されている。またソースライン
２−１乃至２−３の他端は、スイッチングトランジスタ
２０−１乃至２０−３を介して負荷容量ＣTSを有するコ
ンデンサ４−１乃至４−３に接続されるとともに、スイ
ッチングトランジスタ２１−１乃至２１−３を介して負
荷容量ＣTNを有するコンデンサ５−１乃至５−３に接続
されている。スイッチングトランジスタ２０−１乃至２
０−３のゲートには、端子１２からゲートパルスφTGS
が印加されるようになされており、またスイッチングト
ランジスタ２１−１乃至２１−３のゲートには、端子１
３からゲートパルスφTGNが印加されるようになされて
いる。
【０００４】さらにコンデンサ４−１乃至４−３は、ス
イッチングトランジスタ１８−１乃至１８−３を介して
水平読出しライン８に接続されている。この水平読出し
ライン８は寄生容量ＣHSを有しており、図には等価的に
コンデンサ１０で示されている。また、コンデンサ５−
１乃至５−３はスイッチングトランジスタ１９−１乃至
１９−３を介して、水平読出しライン９に接続されてい
る。この水平読出しライン９も寄生容量ＣHNを有してお
り、図には等価的にコンデンサ１１で示されている。ス
イッチングトランジスタ１８−１乃至１８−３ならびに
１９−１乃至１９−３の各ゲートには、各列毎に、水平
走査回路７よりゲートパルスφH1乃至φH3が供給される
ようになされている。また水平読出しライン８，９は、
それぞれスイッチングトランジスタ２３−１，２３−２
を介して接地されるようになされている。スイッチング
トランジスタ２３−１，２３−２のゲートには、端子１
５からゲートパルスφRSHが印加されるようになされて
いる。水平読出しライン８に接続された端子１６より信
号電圧ＶOSが出力され、また水平読出しライン９に接続
された端子１７より暗電流成分（ノイズ成分）に対応し
た電圧ＶONが出力されるようになされている。
イッチングトランジスタ１８−１乃至１８−３を介して
水平読出しライン８に接続されている。この水平読出し
ライン８は寄生容量ＣHSを有しており、図には等価的に
コンデンサ１０で示されている。また、コンデンサ５−
１乃至５−３はスイッチングトランジスタ１９−１乃至
１９−３を介して、水平読出しライン９に接続されてい
る。この水平読出しライン９も寄生容量ＣHNを有してお
り、図には等価的にコンデンサ１１で示されている。ス
イッチングトランジスタ１８−１乃至１８−３ならびに
１９−１乃至１９−３の各ゲートには、各列毎に、水平
走査回路７よりゲートパルスφH1乃至φH3が供給される
ようになされている。また水平読出しライン８，９は、
それぞれスイッチングトランジスタ２３−１，２３−２
を介して接地されるようになされている。スイッチング
トランジスタ２３−１，２３−２のゲートには、端子１
５からゲートパルスφRSHが印加されるようになされて
いる。水平読出しライン８に接続された端子１６より信
号電圧ＶOSが出力され、また水平読出しライン９に接続
された端子１７より暗電流成分（ノイズ成分）に対応し
た電圧ＶONが出力されるようになされている。
【０００５】この例においては、静電誘導トランジスタ
１−１１乃至１−３３のゲート部に、入射光に対応する
電荷が蓄積される。そしてこの電荷が信号成分である場
合、コンデンサ４−１乃至４−３に転送され、ノイズ成
分である場合、コンデンサ５−１乃至５−３に転送され
る。そして、これらの電荷がさらに水平読出しライン
８，９を介して電圧ＶOS，ＶONとしてそれぞれ読み出さ
れるようになされている。
１−１１乃至１−３３のゲート部に、入射光に対応する
電荷が蓄積される。そしてこの電荷が信号成分である場
合、コンデンサ４−１乃至４−３に転送され、ノイズ成
分である場合、コンデンサ５−１乃至５−３に転送され
る。そして、これらの電荷がさらに水平読出しライン
８，９を介して電圧ＶOS，ＶONとしてそれぞれ読み出さ
れるようになされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図８に示した固体撮像
装置においては、静電誘導トランジスタ１−１１乃至１
−３３に蓄積された電荷をソースフォロア回路を介して
読み出すようにしているため、過渡応答速度が遅い課題
があった。その結果、各静電誘導トランジスタ１−１１
乃至１−３３のばらつきに対応する成分を相殺するに
は、ある程度、読み出し動作に充分な時間をかける必要
があった。充分な時間を確保することができない場合に
おいては、固定パターンノイズ（ＦＰＮ）やランダムノ
イズが充分除去できなくなる課題があった。
装置においては、静電誘導トランジスタ１−１１乃至１
−３３に蓄積された電荷をソースフォロア回路を介して
読み出すようにしているため、過渡応答速度が遅い課題
があった。その結果、各静電誘導トランジスタ１−１１
乃至１−３３のばらつきに対応する成分を相殺するに
は、ある程度、読み出し動作に充分な時間をかける必要
があった。充分な時間を確保することができない場合に
おいては、固定パターンノイズ（ＦＰＮ）やランダムノ
イズが充分除去できなくなる課題があった。
【０００７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、固定パターンノイズやランダムノイズの発
生を抑制するようにするものである。
ものであり、固定パターンノイズやランダムノイズの発
生を抑制するようにするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、マトリクス状に配設され、それぞれ入射光に応じて
そのゲート部に電荷を蓄積する複数の静電誘導トランジ
スタ１−１１乃至１−３３と、複数の静電誘導トランジ
スタ１−１１乃至１−３３のうち、所定のものを選択す
る選択回路としての垂直走査回路６と、複数の静電誘導
トランジスタ１−１１乃至１−３３の各ソースを接続す
るソースライン２−１乃至２−３と、ソースライン２−
１乃至２−３に接続された負荷容量としてのコンデンサ
４−１乃至４−３と、ソースライン２−１乃至２−３に
接続された定電流源としてのトランジスタ４１−１乃至
４１−３とを備えることを特徴とする。
は、マトリクス状に配設され、それぞれ入射光に応じて
そのゲート部に電荷を蓄積する複数の静電誘導トランジ
スタ１−１１乃至１−３３と、複数の静電誘導トランジ
スタ１−１１乃至１−３３のうち、所定のものを選択す
る選択回路としての垂直走査回路６と、複数の静電誘導
トランジスタ１−１１乃至１−３３の各ソースを接続す
るソースライン２−１乃至２−３と、ソースライン２−
１乃至２−３に接続された負荷容量としてのコンデンサ
４−１乃至４−３と、ソースライン２−１乃至２−３に
接続された定電流源としてのトランジスタ４１−１乃至
４１−３とを備えることを特徴とする。
【０００９】
【作用】上記構成の固体撮像装置においては、ソースラ
イン２−１乃至２−３に定電流源としてのトランジスタ
４１−１乃至４１−３が接続される。従って、コンデン
サ４−１乃至４−３から見たインピーダンスが低下し、
迅速な読み出しが可能となり、固定パターンノイズやラ
ンダムノイズの発生が抑制される。
イン２−１乃至２−３に定電流源としてのトランジスタ
４１−１乃至４１−３が接続される。従って、コンデン
サ４−１乃至４−３から見たインピーダンスが低下し、
迅速な読み出しが可能となり、固定パターンノイズやラ
ンダムノイズの発生が抑制される。
【００１０】
【実施例】図２は、本発明の固体撮像装置の一実施例の
構成を示す回路図であり、図８における場合と対応する
部分には同一の符号を付してある。この実施例において
は、ソースライン２−１乃至２−３がトランジスタ（Ｆ
ＥＴ）４１−１乃至４１−３を介して接地されている。
これらのトランジスタ４１−１乃至４１−３のゲート
は、それぞれトランジスタ（ＦＥＴ）４２のゲートに接
続されている。ソースが接地されているトランジスタ４
２のゲートはさらに、そのドレインと接続されている。
そしてトランジスタ４２のドレインには定電流源４３が
接続されている。即ち、トランジスタ４２とトランジス
タ４１−１乃至４１−３によりカレントミラー回路が構
成され、定電流源４３よりトランジスタ４２に供給され
る定電流と同一の値の定電流がトランジスタ４１−１乃
至４１−３を流れるようになされている。
構成を示す回路図であり、図８における場合と対応する
部分には同一の符号を付してある。この実施例において
は、ソースライン２−１乃至２−３がトランジスタ（Ｆ
ＥＴ）４１−１乃至４１−３を介して接地されている。
これらのトランジスタ４１−１乃至４１−３のゲート
は、それぞれトランジスタ（ＦＥＴ）４２のゲートに接
続されている。ソースが接地されているトランジスタ４
２のゲートはさらに、そのドレインと接続されている。
そしてトランジスタ４２のドレインには定電流源４３が
接続されている。即ち、トランジスタ４２とトランジス
タ４１−１乃至４１−３によりカレントミラー回路が構
成され、定電流源４３よりトランジスタ４２に供給され
る定電流と同一の値の定電流がトランジスタ４１−１乃
至４１−３を流れるようになされている。
【００１１】その他の構成は、図８における場合と同様
である。
である。
【００１２】次にその動作について、図３のタイミング
チャートを参照して説明する。静電誘導トランジスタ１
−１１乃至１−３３は光が入射されると、その入射光に
対応してそのゲート部に電荷を蓄積する。この電荷を蓄
積するモードのとき、図３において時刻Ｔ1で示すよう
に、静電誘導トランジスタ１−１１乃至１−３３は、そ
の各ゲートにゲートライン３−１乃至３−３を介して最
も低いレベルの電圧ＶG1が印加され、オフする。このと
き、端子１４に供給されるゲートパルスφRSVが高レベ
ルとされているため、トランジスタ２２−１乃至２２−
３はオンとされている。これに対して、端子１２と１３
より供給されるゲートパルスφTGS，φT GNは、それぞれ
低レベルとされているため、トランジスタ２０−１乃至
２０−３ならびに２１−１乃至２１−３はオフとなって
いる。
チャートを参照して説明する。静電誘導トランジスタ１
−１１乃至１−３３は光が入射されると、その入射光に
対応してそのゲート部に電荷を蓄積する。この電荷を蓄
積するモードのとき、図３において時刻Ｔ1で示すよう
に、静電誘導トランジスタ１−１１乃至１−３３は、そ
の各ゲートにゲートライン３−１乃至３−３を介して最
も低いレベルの電圧ＶG1が印加され、オフする。このと
き、端子１４に供給されるゲートパルスφRSVが高レベ
ルとされているため、トランジスタ２２−１乃至２２−
３はオンとされている。これに対して、端子１２と１３
より供給されるゲートパルスφTGS，φT GNは、それぞれ
低レベルとされているため、トランジスタ２０−１乃至
２０−３ならびに２１−１乃至２１−３はオフとなって
いる。
【００１３】次に、時刻Ｔ2において端子１２，１３よ
り供給されるゲートパルスφTGS，φTGNがそれぞれ高レ
ベルになると、トランジスタ２０−１乃至２０−３，２
１−１乃至２１−３がオンする。これによりコンデンサ
４−１乃至４−３が、トランジスタ２０−１乃至２０−
３、ソースライン２−１乃至２−３、トランジスタ２２
−１乃至２２−３の経路で短絡され、コンデンサ４−１
乃至４−３とソースライン２−１乃至２−３の電荷が放
電される（リセットされる）。同様にして、コンデンサ
５−１乃至５−３が、トランジスタ２１−１乃至２１−
３、ソースライン２−１乃至２−３、トランジスタ２２
−１乃至２２−３の経路で短絡され、コンデンサ５−１
乃至５−３の充電電荷が放電される。
り供給されるゲートパルスφTGS，φTGNがそれぞれ高レ
ベルになると、トランジスタ２０−１乃至２０−３，２
１−１乃至２１−３がオンする。これによりコンデンサ
４−１乃至４−３が、トランジスタ２０−１乃至２０−
３、ソースライン２−１乃至２−３、トランジスタ２２
−１乃至２２−３の経路で短絡され、コンデンサ４−１
乃至４−３とソースライン２−１乃至２−３の電荷が放
電される（リセットされる）。同様にして、コンデンサ
５−１乃至５−３が、トランジスタ２１−１乃至２１−
３、ソースライン２−１乃至２−３、トランジスタ２２
−１乃至２２−３の経路で短絡され、コンデンサ５−１
乃至５−３の充電電荷が放電される。
【００１４】次に、時刻Ｔ3においてゲートライン３−
１乃至３−３のうち、読み出すべき行のゲートライン
（実施例の場合、ゲートライン３−２）のゲートパルス
が電圧ＶG2（ＶG2＞ＶG1）に設定される。またこのと
き、端子１２より供給されるゲートパルスφTGSが高レ
ベルにされ、トランジスタ２０−１乃至２０−３がオン
にされる。また、端子１３より供給されるゲートパルス
φTGNと、端子１４より供給されるゲートパルスφRSVが
それぞれ低レベルにされるため、トランジスタ２１−１
乃至２１−３，２２−１乃至２２−３がそれぞれオフす
る。その結果、静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−
２３のゲート部に蓄積された電荷が読み出され、ソース
ライン２−１乃至２−３、トランジスタ２０−１乃至２
０−３を介してそれぞれコンデンサ４−１乃至４−３に
転送される。このときゲートライン３−２に印加される
電圧ＶG2は、後述する電圧ＶG3より低い値に設定されて
いるため、静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−２３
のゲート部に蓄積されている電荷は破壊されずにそのま
ま残ることになる。即ち、これによって非破壊読出しが
行なわれることになる。
１乃至３−３のうち、読み出すべき行のゲートライン
（実施例の場合、ゲートライン３−２）のゲートパルス
が電圧ＶG2（ＶG2＞ＶG1）に設定される。またこのと
き、端子１２より供給されるゲートパルスφTGSが高レ
ベルにされ、トランジスタ２０−１乃至２０−３がオン
にされる。また、端子１３より供給されるゲートパルス
φTGNと、端子１４より供給されるゲートパルスφRSVが
それぞれ低レベルにされるため、トランジスタ２１−１
乃至２１−３，２２−１乃至２２−３がそれぞれオフす
る。その結果、静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−
２３のゲート部に蓄積された電荷が読み出され、ソース
ライン２−１乃至２−３、トランジスタ２０−１乃至２
０−３を介してそれぞれコンデンサ４−１乃至４−３に
転送される。このときゲートライン３−２に印加される
電圧ＶG2は、後述する電圧ＶG3より低い値に設定されて
いるため、静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−２３
のゲート部に蓄積されている電荷は破壊されずにそのま
ま残ることになる。即ち、これによって非破壊読出しが
行なわれることになる。
【００１５】さらに時刻Ｔ4において、ゲートライン３
−２のゲートパルスφG2が電圧ＶG3に設定され、端子１
４に印加されるゲートパルスφRSVが高レベルに設定さ
れる。またこのとき、端子１２と１３に印加されるゲー
トパルスφTGS，φTGNが低レベルになされる。その結
果、トランジスタ２０−１乃至２０−３，２１−１乃至
２１−３がオフし、トランジスタ２２−１乃至２２−３
がオンする。これにより、静電誘導トランジスタ１−２
１乃至１−２３のゲート部に蓄積された電荷が放電さ
れ、リセットされる。即ち、破壊読出しが行なわれる。
−２のゲートパルスφG2が電圧ＶG3に設定され、端子１
４に印加されるゲートパルスφRSVが高レベルに設定さ
れる。またこのとき、端子１２と１３に印加されるゲー
トパルスφTGS，φTGNが低レベルになされる。その結
果、トランジスタ２０−１乃至２０−３，２１−１乃至
２１−３がオフし、トランジスタ２２−１乃至２２−３
がオンする。これにより、静電誘導トランジスタ１−２
１乃至１−２３のゲート部に蓄積された電荷が放電さ
れ、リセットされる。即ち、破壊読出しが行なわれる。
【００１６】時刻Ｔ5においては、ゲートライン３−２
に印加されるゲートパルスφG2が電圧ＶG2に設定され、
静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−２３がオンす
る。また、端子１２と１４に印加されるゲートパルスφ
TGSとφRSVが低レベルとされるため、トランジスタ２０
−１乃至２０−３，２２−１乃至２２−３がオフし、端
子１３に印加されるゲートパルスφTGNが高レベルにさ
れるため、トランジスタ２１−１乃至２１−３がオンす
る。その結果、静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−
２３のゲート部に蓄積された電荷（暗出力成分）がソー
スライン２−１乃至２−３、トランジスタ２１−１乃至
２１−３を介してコンデンサ５−１乃至５−３に転送さ
れる。
に印加されるゲートパルスφG2が電圧ＶG2に設定され、
静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−２３がオンす
る。また、端子１２と１４に印加されるゲートパルスφ
TGSとφRSVが低レベルとされるため、トランジスタ２０
−１乃至２０−３，２２−１乃至２２−３がオフし、端
子１３に印加されるゲートパルスφTGNが高レベルにさ
れるため、トランジスタ２１−１乃至２１−３がオンす
る。その結果、静電誘導トランジスタ１−２１乃至１−
２３のゲート部に蓄積された電荷（暗出力成分）がソー
スライン２−１乃至２−３、トランジスタ２１−１乃至
２１−３を介してコンデンサ５−１乃至５−３に転送さ
れる。
【００１７】このようにしてコンデンサ４−１乃至４−
３に信号成分が、またコンデンサ５−１乃至５−３にノ
イズ成分が、それぞれ蓄積されたことになる。
３に信号成分が、またコンデンサ５−１乃至５−３にノ
イズ成分が、それぞれ蓄積されたことになる。
【００１８】そこで次に、水平走査回路７は最初にゲー
トパルスφH1を高レベルにする。その結果、トランジス
タ１８−１と１９−１がオンする。これにより、コンデ
ンサ４−１に充電されていた電荷がトランジスタ１８−
１、水平読出しライン８を介して、端子１６から電圧Ｖ
OSとして出力される。またコンデンサ５−１に充電され
ていた電荷がトランジスタ１９−１、水平読出しライン
９を介して、端子１７より電圧ＶONとして出力される。
図示せぬ回路により端子１６と１７より出力された電圧
ＶOSと電圧ＶONとの差が演算され、暗電流成分が除去さ
れた信号成分が得られることになる。
トパルスφH1を高レベルにする。その結果、トランジス
タ１８−１と１９−１がオンする。これにより、コンデ
ンサ４−１に充電されていた電荷がトランジスタ１８−
１、水平読出しライン８を介して、端子１６から電圧Ｖ
OSとして出力される。またコンデンサ５−１に充電され
ていた電荷がトランジスタ１９−１、水平読出しライン
９を介して、端子１７より電圧ＶONとして出力される。
図示せぬ回路により端子１６と１７より出力された電圧
ＶOSと電圧ＶONとの差が演算され、暗電流成分が除去さ
れた信号成分が得られることになる。
【００１９】次に、端子１５に印加されるゲートパルス
φRSHが高レベルとされ、トランジスタ２３−１，２３
−２がオンする。その結果、コンデンサ４−１がトラン
ジスタ１８−１、水平読出しライン８、トランジスタ２
３−１を介して短絡され、その充電電荷が放電される。
同様にして、コンデンサ５−１がトランジスタ１９−
１、水平読出しライン９、トランジスタ２３−２を介し
て短絡され、その充電電荷が放電される。
φRSHが高レベルとされ、トランジスタ２３−１，２３
−２がオンする。その結果、コンデンサ４−１がトラン
ジスタ１８−１、水平読出しライン８、トランジスタ２
３−１を介して短絡され、その充電電荷が放電される。
同様にして、コンデンサ５−１がトランジスタ１９−
１、水平読出しライン９、トランジスタ２３−２を介し
て短絡され、その充電電荷が放電される。
【００２０】以下、同様にして、水平走査回路７はゲー
トパルスφH2，φH3を順次高レベルにして、コンデンサ
４−２，５−２とコンデンサ４−３，５−３に蓄積され
ている電荷を読み出すことになる。
トパルスφH2，φH3を順次高レベルにして、コンデンサ
４−２，５−２とコンデンサ４−３，５−３に蓄積され
ている電荷を読み出すことになる。
【００２１】次に、定電流回路の動作について説明す
る。図１は、図２に示した回路の一部の等価回路を示し
ている。静電誘導トランジスタ３１は、図２における静
電誘導トランジスタ１（１−１１乃至１−３３）に対応
している。また定電流源３２は、図２のトランジスタ４
１（４１−１乃至４１−３）に対応している。またコン
デンサ３３は、図２のコンデンサ４（４−１乃至４−
３）とコンデンサ５（５−１乃至５−３）に対応してい
る。
る。図１は、図２に示した回路の一部の等価回路を示し
ている。静電誘導トランジスタ３１は、図２における静
電誘導トランジスタ１（１−１１乃至１−３３）に対応
している。また定電流源３２は、図２のトランジスタ４
１（４１−１乃至４１−３）に対応している。またコン
デンサ３３は、図２のコンデンサ４（４−１乃至４−
３）とコンデンサ５（５−１乃至５−３）に対応してい
る。
【００２２】図１において、静電誘導トランジスタ３１
のソース電流Ｉｓは次式で示される。 Ｉｓ＝Ｉｏ×ｅｘｐ（ｍ（Ｖｇ＋Ｖｐ−Ｖｓ−Ｖｔ））・・・（１） これが定電流源３２により逃される定電流Ｉｒに等しい
から、ＩｓをＩｒと等しいとおいて、Ｖｓを求めると、
次のようになる。 Ｖｓ＝Ｖｇ＋Ｖｐ−Ｖｔ−ｌｏｇe（Ｉｒ／Ｉｏ） ・・・（２） 尚、ここで各符号はそれぞれ次のような意味を有してい
る。 Ｉｏ：飽和ソース電流 ｍ ：定数 Ｖｇ：ゲート電圧 Ｖｐ：信号電圧 Ｖｓ：ソース電圧 Ｖｔ：閾電圧
のソース電流Ｉｓは次式で示される。 Ｉｓ＝Ｉｏ×ｅｘｐ（ｍ（Ｖｇ＋Ｖｐ−Ｖｓ−Ｖｔ））・・・（１） これが定電流源３２により逃される定電流Ｉｒに等しい
から、ＩｓをＩｒと等しいとおいて、Ｖｓを求めると、
次のようになる。 Ｖｓ＝Ｖｇ＋Ｖｐ−Ｖｔ−ｌｏｇe（Ｉｒ／Ｉｏ） ・・・（２） 尚、ここで各符号はそれぞれ次のような意味を有してい
る。 Ｉｏ：飽和ソース電流 ｍ ：定数 Ｖｇ：ゲート電圧 Ｖｐ：信号電圧 Ｖｓ：ソース電圧 Ｖｔ：閾電圧
【００２３】（２）式で示すように、ソース電圧Ｖｓが
信号電圧Ｖｐに比例した電圧となり、これが定常状態と
なる。過渡特性については式が複雑になり、見通しがつ
き難いので数値解析を行う。
信号電圧Ｖｐに比例した電圧となり、これが定常状態と
なる。過渡特性については式が複雑になり、見通しがつ
き難いので数値解析を行う。
【００２４】図２および図８のＳＩＴイメージセンサの
動作説明では、信号成分をコンデンサ４−１乃至４−３
に、またノイズ成分をコンデンサ５−１乃至５−３に蓄
積しておき、両方の出力を同時に読出して差を取ってい
る。信号およびノイズをコンデンサ４−１乃至４−３お
よび５−１乃至５−３に転送するタイミングは、通常は
水平帰線期間を利用する。例えばテレビの標準方式であ
るＮＴＳＣ方式では転送期間は略１０μｓであり、この
期間内で信号とノイズの転送を行うので、それぞれの転
送期間は５μｓとなる。
動作説明では、信号成分をコンデンサ４−１乃至４−３
に、またノイズ成分をコンデンサ５−１乃至５−３に蓄
積しておき、両方の出力を同時に読出して差を取ってい
る。信号およびノイズをコンデンサ４−１乃至４−３お
よび５−１乃至５−３に転送するタイミングは、通常は
水平帰線期間を利用する。例えばテレビの標準方式であ
るＮＴＳＣ方式では転送期間は略１０μｓであり、この
期間内で信号とノイズの転送を行うので、それぞれの転
送期間は５μｓとなる。
【００２５】一方、ノイズ成分だけを読出して、図示し
ないＡ／Ｄコンバータでディジタル信号に変換して、こ
れも図示していないメモリに記憶させておき、次に信号
成分を読出してＡ／Ｄ変換し、先に記憶しておいたノイ
ズ成分をディジタル的に差し引くようにしても良い。こ
の場合にはノイズ成分を毎回読出す必要は無く、水平帰
線期間内に信号成分だけを転送すれば良いので、転送期
間として１０μｓが利用できる。
ないＡ／Ｄコンバータでディジタル信号に変換して、こ
れも図示していないメモリに記憶させておき、次に信号
成分を読出してＡ／Ｄ変換し、先に記憶しておいたノイ
ズ成分をディジタル的に差し引くようにしても良い。こ
の場合にはノイズ成分を毎回読出す必要は無く、水平帰
線期間内に信号成分だけを転送すれば良いので、転送期
間として１０μｓが利用できる。
【００２６】そこで、数値解析した結果の転送開始後の
時刻５μｓと１０μｓでの出力電圧の変化分を図４と図
５で示す。図４は、負荷コンデンサ３３の容量ＣVが２
０ｐＦ、図５は、ＣVが５ｐＦの時である。これらの図
でｄＶS／ｄｔは信号電圧ＶPが１Ｖの時の出力電圧ＶS
の時間に対する変化率、ｄＶN／ｄｔはＶPが０Ｖの時、
即ち、無信号時のオフセット出力電圧の変化率をそれぞ
れμｖ／ｎｓで示した値である。ｄＶSS／ｄｔはｄＶS
／ｄｔとｄＶN／ｄｔとの差であるが、実際には信号の
読出しとオフセットの読出しとでは、図３のＴ3とＴ5で
示したように別々のタイミングで読出されるので、転送
時間の揺らぎ（ジッター）による電圧の揺らぎ（ノイ
ズ）は、単純な差では無く、自乗平均になる。即ち、 ｄＶSS／ｄｔ＝〔（ｄＶS／ｄｔ）2−（ｄＶN／ｄｔ）2〕1/2 であり、ランダムノイズの大きさを示す。
時刻５μｓと１０μｓでの出力電圧の変化分を図４と図
５で示す。図４は、負荷コンデンサ３３の容量ＣVが２
０ｐＦ、図５は、ＣVが５ｐＦの時である。これらの図
でｄＶS／ｄｔは信号電圧ＶPが１Ｖの時の出力電圧ＶS
の時間に対する変化率、ｄＶN／ｄｔはＶPが０Ｖの時、
即ち、無信号時のオフセット出力電圧の変化率をそれぞ
れμｖ／ｎｓで示した値である。ｄＶSS／ｄｔはｄＶS
／ｄｔとｄＶN／ｄｔとの差であるが、実際には信号の
読出しとオフセットの読出しとでは、図３のＴ3とＴ5で
示したように別々のタイミングで読出されるので、転送
時間の揺らぎ（ジッター）による電圧の揺らぎ（ノイ
ズ）は、単純な差では無く、自乗平均になる。即ち、 ｄＶSS／ｄｔ＝〔（ｄＶS／ｄｔ）2−（ｄＶN／ｄｔ）2〕1/2 であり、ランダムノイズの大きさを示す。
【００２７】また、ｄＶS／ｄＶTはＶPが１Ｖの時のＳ
ＩＴ３１の閾電圧ＶTの変動に対する変化率を示し、ｄ
ＶN／ｄＶTはＶPが０Ｖの時のＶTに対する変化率を示
す。ｄＶSS／ｄＶTはｄＶS／ｄＶTとｄＶN／ｄＶTの差
であり、画素のＳＩＴのパラメータによる出力電圧の変
動であるから、固定パターンノイズの大きさを示す。
ＩＴ３１の閾電圧ＶTの変動に対する変化率を示し、ｄ
ＶN／ｄＶTはＶPが０Ｖの時のＶTに対する変化率を示
す。ｄＶSS／ｄＶTはｄＶS／ｄＶTとｄＶN／ｄＶTの差
であり、画素のＳＩＴのパラメータによる出力電圧の変
動であるから、固定パターンノイズの大きさを示す。
【００２８】図４、図５において、ＩRはバイアス電流
であり、ＩR＝０は、バイアス電流を流さないとき、即
ち、従来の読出し方式の場合を示している。図４、図５
を見ればバイアス電流を流すことにより、ｄＶSS／ｄ
ｔ，ｄＶSS／ｄＶTとも大幅に小さくなることが判る。
例えば、図４のＣV＝２０ｐＦの場合、従来の読出し方
式（ＩR＝０の時）では、転送時間が１０μｓの時、Ｓ
ＩＴのゲートパルス（図３のＴ3とＴ5）にＩｎｓのジッ
ターがあれば、５６．８μＶのランダムノイズ（ｄＶSS
／ｄｔ）を発生するが、ＩR＝５．０μＡの時は１．８
７μＶに減少する。
であり、ＩR＝０は、バイアス電流を流さないとき、即
ち、従来の読出し方式の場合を示している。図４、図５
を見ればバイアス電流を流すことにより、ｄＶSS／ｄ
ｔ，ｄＶSS／ｄＶTとも大幅に小さくなることが判る。
例えば、図４のＣV＝２０ｐＦの場合、従来の読出し方
式（ＩR＝０の時）では、転送時間が１０μｓの時、Ｓ
ＩＴのゲートパルス（図３のＴ3とＴ5）にＩｎｓのジッ
ターがあれば、５６．８μＶのランダムノイズ（ｄＶSS
／ｄｔ）を発生するが、ＩR＝５．０μＡの時は１．８
７μＶに減少する。
【００２９】また、ＳＩＴの閾電圧のバラツキが１００
ｍＶある時の固定パターンノイズ（ｄＶSS／ｄＶT）
は、従来方式では２４．０ｍＶ発生するのに対して、Ｉ
R＝５μＡ時は０．７６ｍＶに減少する。
ｍＶある時の固定パターンノイズ（ｄＶSS／ｄＶT）
は、従来方式では２４．０ｍＶ発生するのに対して、Ｉ
R＝５μＡ時は０．７６ｍＶに減少する。
【００３０】ここで、ＣVはソースライン２−１乃至２
−３の浮遊容量とコンデンサ４−１乃至４−３の容量Ｃ
TSまたはコンデンサ５−１乃至５−３の容量ＣTNの和で
あるが、素子の微細化や、配線パターンの工夫によって
ＣV＝５ｐＦとに減少させて、ＩR＝５μＡとすると、ゲ
ートパルス幅の揺らぎによるランダムノイズ（ｄＶS S／
ｄｔ）とＳＩＴの閾電圧のバラツキによる固定パターン
ノイズ（ｄＶSS／ｄＶT）はともに０になることが判
る。
−３の浮遊容量とコンデンサ４−１乃至４−３の容量Ｃ
TSまたはコンデンサ５−１乃至５−３の容量ＣTNの和で
あるが、素子の微細化や、配線パターンの工夫によって
ＣV＝５ｐＦとに減少させて、ＩR＝５μＡとすると、ゲ
ートパルス幅の揺らぎによるランダムノイズ（ｄＶS S／
ｄｔ）とＳＩＴの閾電圧のバラツキによる固定パターン
ノイズ（ｄＶSS／ｄＶT）はともに０になることが判
る。
【００３１】尚、図４および図５における数値解析にお
いては、定数ｍ、飽和ソース電流ＩOおよび閾電圧ＶTは
それぞれ次の値に設定している。 ｍ ＝２．２ ＩO＝６．９μＡ ＶT＝−２．０Ｖ
いては、定数ｍ、飽和ソース電流ＩOおよび閾電圧ＶTは
それぞれ次の値に設定している。 ｍ ＝２．２ ＩO＝６．９μＡ ＶT＝−２．０Ｖ
【００３２】固定パターンノイズ（ｄＶSS／ｄＶT）
は、信号電圧ＶPの大きさによっても変動する。信号電
圧ＶPと出力電圧ＶSSの関係を数値解析した結果を図６
と図７に示す。ここでＶSSは、ＶP＝０Ｖの時のオフセ
ット電圧を差し引いた値を示している。それぞれの図に
おいて、ＳＩＴの閾電圧ＶT＝−２．０Ｖの時と−２．
１Ｖの時の出力電圧ＶSSの差をΔＶとして示してある。
図６は、ＩR＝０即ち、従来の読出し方式の場合であ
り、図７は、バイアス電流ＩR＝５μＡの場合である。
は、信号電圧ＶPの大きさによっても変動する。信号電
圧ＶPと出力電圧ＶSSの関係を数値解析した結果を図６
と図７に示す。ここでＶSSは、ＶP＝０Ｖの時のオフセ
ット電圧を差し引いた値を示している。それぞれの図に
おいて、ＳＩＴの閾電圧ＶT＝−２．０Ｖの時と−２．
１Ｖの時の出力電圧ＶSSの差をΔＶとして示してある。
図６は、ＩR＝０即ち、従来の読出し方式の場合であ
り、図７は、バイアス電流ＩR＝５μＡの場合である。
【００３３】図６の従来例を見ると、固定パターンノイ
ズの発生するのみならず、信号電圧ＶPと出力電圧ＶSS
の関係が直線ではなく、リニアリティーも悪くなってい
ることが判る。これに対して、図７のＩR＝５μＡのバ
イアスを流した時は、固定パターンノイズが無くなると
ともに、直線性も改善されていることが判る。
ズの発生するのみならず、信号電圧ＶPと出力電圧ＶSS
の関係が直線ではなく、リニアリティーも悪くなってい
ることが判る。これに対して、図７のＩR＝５μＡのバ
イアスを流した時は、固定パターンノイズが無くなると
ともに、直線性も改善されていることが判る。
【００３４】
【発明の効果】以上の如く本発明の固体撮像装置によれ
ば、ソースラインに定電流源を接続するようにしたの
で、過渡応答速度を速くすることができる。その結果、
蓄積電荷を迅速に読み出すことができ、固定パターンノ
イズやランダムノイズを抑制することが可能となる。
ば、ソースラインに定電流源を接続するようにしたの
で、過渡応答速度を速くすることができる。その結果、
蓄積電荷を迅速に読み出すことができ、固定パターンノ
イズやランダムノイズを抑制することが可能となる。
【図１】図２の実施例における定電流回路の等価回路を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の固体撮像装置の一実施例の構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図３】図２の実施例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図４】図１の実施例におけるコンデンサ３３が２０ｐ
Ｆである場合の過渡応答速度を説明する図である。
Ｆである場合の過渡応答速度を説明する図である。
【図５】図１の実施例におけるコンデンサ３３の容量が
５ｐＦである場合の過渡応答速度を説明する図である。
５ｐＦである場合の過渡応答速度を説明する図である。
【図６】図１の定電流源３２の定電流Ｉｒが０である場
合における出力電圧Ｖｏの変化を説明する図である。
合における出力電圧Ｖｏの変化を説明する図である。
【図７】図１の定電流源３２の定電流Ｉｒが５μＡであ
る場合における出力電圧Ｖｏの変化を説明する図であ
る。
る場合における出力電圧Ｖｏの変化を説明する図であ
る。
【図８】従来の固体撮像装置の一例の構成を示す回路図
である。
である。
１−１１乃至１−３３ 静電誘導トランジスタ ２−１乃至２−３ ソースライン ３−１乃至３−３ ゲートライン ４−１乃至４−３，５−１乃至５−３ コンデンサ ６ 垂直走査回路 ７ 水平走査回路 ３１ 静電誘導トランジスタ ３２ 定電流源 ３３ コンデンサ ４１−１乃至４１−３，４２ トランジスタ ４３ 定電流源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 27/146
Claims (1)
- 【請求項１】 マトリクス状に配設され、それぞれ入射
光に応じてそのゲート部に電荷を蓄積する複数の静電誘
導トランジスタと、 前記複数の静電誘導トランジスタのうち所定のものを選
択する選択回路と、 前記複数の静電誘導トランジスタの各ソースを接続する
ソースラインと、 前記ソースラインに接続された負荷容量と、 前記ソースラインに接続された定電流源とを備えること
を特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034483A JPH05207374A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034483A JPH05207374A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05207374A true JPH05207374A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=12415497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034483A Withdrawn JPH05207374A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05207374A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029587A1 (en) * | 1996-02-06 | 1997-08-14 | Polaroid Corporation | Current-mediated active-pixel image sensing device with current reset |
| EP1942663A1 (en) * | 2007-01-02 | 2008-07-09 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Column current source |
| JP2010238950A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Casio Computer Co Ltd | 光検出器 |
| JP2015130563A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | 光電変換素子、画像読取装置及び画像形成装置 |
-
1992
- 1992-01-24 JP JP4034483A patent/JPH05207374A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029587A1 (en) * | 1996-02-06 | 1997-08-14 | Polaroid Corporation | Current-mediated active-pixel image sensing device with current reset |
| US5923794A (en) * | 1996-02-06 | 1999-07-13 | Polaroid Corporation | Current-mediated active-pixel image sensing device with current reset |
| EP1942663A1 (en) * | 2007-01-02 | 2008-07-09 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Column current source |
| US7659500B2 (en) | 2007-01-02 | 2010-02-09 | STMicroelectronics (Research & Development ) Limited | Column current source |
| JP2010238950A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Casio Computer Co Ltd | 光検出器 |
| JP2015130563A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | 光電変換素子、画像読取装置及び画像形成装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5898168A (en) | Image sensor pixel circuit | |
| US6650369B2 (en) | Image sensing apparatus, signal detection apparatus, and signal accumulation apparatus | |
| KR100552946B1 (ko) | 확장된 동적 범위의 이미지 센서 시스템 | |
| US6067113A (en) | Offset noise cancellation in array image sensors | |
| US6320616B1 (en) | CMOS image sensor with reduced fixed pattern noise | |
| US5920345A (en) | CMOS image sensor with improved fill factor | |
| US6753912B1 (en) | Self compensating correlated double sampling circuit | |
| US7489354B2 (en) | CMOS active pixel with hard and soft reset | |
| US5019702A (en) | Photoelectric transducer apparatus having a plurality of transducer elements and a plurality of capacitor elements | |
| US20050231619A1 (en) | Amplification type image pickup apparatus and method of controlling the amplification type image pickup apparatus | |
| EP2273778A1 (en) | Precise MOS imager transfer function control for expanded dynamic range imaging | |
| US7304674B2 (en) | Sampling image signals generated by pixel circuits of an active pixel sensor (APS) image sensor in a sub-sampling mode | |
| US6781627B1 (en) | Solid state imaging device and electric charge detecting apparatus used for the same | |
| JPS60232788A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US7417678B2 (en) | Precise CMOS imager transfer function control for expanded dynamic range imaging using variable-height multiple reset pulses | |
| JPH05207374A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS6147662A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH01135274A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2000022118A (ja) | 撮像装置 | |
| US4806779A (en) | Solid-state image pickup apparatus using static induction transistors for performing non-destructive readout | |
| JPS63142781A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2830519B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH04880A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH05219439A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH11266400A (ja) | 固体撮像素子およびその駆動方法、並びにカメラシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |